机电一体化技术综合实训平台 （三维交流直流步进）

 概 述

机电一体化技术综合实训平台是针对机电一体化技术实训和电气故障诊断技术应用研究而专门设计和开发的实验设备，可以任意的组合交流伺服系统、直流伺服系统、步进电机控制系统以及变频器控制系统等。

该实验系统可以实现两个主要的实验功能，一是机电一体化技术与运动控制实训实验，二是故障诊断实验。机电一体化技术实验内容中，包含了典型的传感器技术、交流电机控制、直流电机控制、步进电机控制、运动控制器、计算机控制、数控系统等课程实验；故障诊断实验中，包含了典型的机电一体化系统故障诊断与分析实验。

 

主要特点

其主要特点有：

l         OtoStudio/GRT－IEC61131－3编程系统，自动化软件系统的内核
　 OtoStudio软件包中包括符合IEC61131－3标准的五种编程语言：即指令表语言（IL）、功能块图（FBD）/　连续功能图（CFC）、梯形图（LD）、结构化文本（ST）、顺序功能图（SFC）， 同时也可支持VC++开发语言编程。这些编程语言都具有时间监控、错误分析和各种控制标志等功能。此外，GCSP软件包中还包括诸如任务配置和输入/输出配置在内的程序单元运行环境编辑器。

 

l         GRT －在Windows平台上运行的实时内核
　　GRT软件包可以在WindowsCE平台上运行。它具有良好的实时特性而对计算机的硬件和软件没有特殊的扩展要求。实时性能保证在1毫秒以为，适应几乎所有控制系统要求，如过程控制，PLC控制，运动控制等。

 

l         HMI (Human Machine Interface) －集成在PLC编程系统中的可视化功能
　　HMI软件包中集成了可视化的功能。所生成的画面可以在编程系统内部显示，也可以在直接显示在Windows平台的目标控制器或内部浏览器上。

 

l         Motion Control Function Block－运动控制功能模块
　　Motion Control软件包把运动控制模块直接集成包含了点位运动，差补运动，同步运动等功能块。此外，还包括PLCopen的标准功能，并兼容VC++下开发的DLL。

｛基于Googol具体平台来谈｝

 

l         Web Server　－　用于自动化网络控制的远程数据接口
　　Web Server软件包中可以提供一个web接口，遵循TCP/IP通讯协议，可在通过局部以太网，英特网，与各地CPAC用户，控制器进行数据，人机交互。并可通过website实现网络人机界面功能。

 

系统控制框图

教师通过上位计算机可以对学生实验计算机进行监控，也可以设置对学生实验设备设置故障，学生实验计算机和实训平台相连，对实训平台进行控制。

 

 

控制软件

CoDeSys软件控制介绍

CoDeSys 是全球最著名的软PLC内核软件研发厂家德国3S（SMART SOFTWARE SOLUTIONS）公司的一款编程软件。它支持完整版本的IEC61131标准的编程环境，支持标准的六种编程语言，是一个标准的软件平台，被很多硬件厂家支持，可编程超过150家OEM生产的自动装置。CoDeSys提供了许多组合产品的扩充，诸如各种不同领域的总线配置程序、完全的目测化和运动控制系统。除了支持PLC编程，还支持总线接口、驱动设备（特别是伺服、数控）、显示设备、IO设备等的编程。

 

主要技术参数

 

实验内容

认知实验：

在认知实验中，学生可以掌握典型的交流伺服系统、直流伺服系统、步进控制系统、变频控制系统、运动控制器以及本体的接线方法和控制原理，学会搭建一个典型的机电一体化系统，并学习排除一般的机电一体化系统故障。

1.         交流伺服控制系统实训实验

2.         直流伺服控制系统实训实验

3.         步进控制系统实训实验

4.         变频控制系统实训实验

应用实验：

在应用实验中，学生可以完成运动控制实验、单轴电机的运动、单轴平台实验、两维平台实验、三维平台实验以及数控代码实验等内容。熟悉利用运动控制器进行机电一体化技术应用实验。

5.         直流伺服电机速度环阶跃法辨识实验

6.         直流伺服电机位置环PID调整实验

7.         运动控制器的调整－PID控制器的基本控制作用

8.         单轴电机运动控制实验

9.         二维插补原理及实现实验

10.     丝杠反向间隙实验

11.     数控代码编程实验

开发实验：

用户可以根据实际需要，利用实训平台进行运动控制程序开发。

适用于传统机床系统的开发，应用领域涵盖：切割设备，如等离子切割、火焰切割、水切割、海绵切割；板金加工设备,如铆钉机；点胶设备,如点胶机；裁剪机；眼镜加工设备,如镜框加工机械；PCB加工设备,如PCB分板机；雕铣设备,如雕刻机、雕铣机；数控加工设备,数控机床；刀具加工设备,如开槽机等。

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